45個玉米雜交組合對玉米紋枯病的抗性鑒定

段海明, 李可文, 陸西輝, 王長進, 余 利

(安徽科技學院 農學院， 安徽 鳳陽 233100)

玉米紋枯病是世界性的玉米病害之一[1]，在我國西南、東南等玉米主產區連年發生，危害嚴重，造成重大損失，對我國的糧食安全產生重大影響[2]。該病害屬于土傳病害，防治比較困難。隨著機械化生產和全球氣候變化以及秸稈還田、免耕、少耕等技術的推廣應用，致使病菌積累，病害流行風險逐年上升[3]。該病害主要危害莖稈，發病后造成花稈爛莖，危害嚴重者病斑可達果穗及以上，對玉米產量和品質產生較大影響[4]。關于玉米紋枯病的防治主要以培育抗性品種和施用化學殺菌劑為主。其中化學防治對環境和非靶標生物存在較大影響，故化學農藥減量已成為社會的共識[5]。加之后期玉米植株高大密實，施藥困難[6]。因此，培育對玉米紋枯病抗性強且產量高的玉米品種成為病害防控的首選措施[7]。因此，本文以玉米紋枯病致病菌-立枯絲核菌(Rhizoctoniasolani)作為鑒定菌株，對安徽省玉米育種工程技術研究院新制備的45份玉米雜交組合進行田間接種，旨在探明玉米組合對紋枯病的抗性水平，也為抗玉米紋枯病高產新品種的審定和推廣提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料

AK39等45個普通玉米新雜交組合由安徽省玉米育種工程技術研究院提供(表1)，以鄭單958為對照。玉米紋枯病致病菌-立枯絲核菌(Rhizoctoniasolani)由安徽科技學院植物病理實驗室保存。

1.2 方法

試驗在安徽科技學院種植科技園農場試驗田進行。玉米雜交組合于2019年7月3日播種，日常管理同大田管理?？剐澡b定流程按照《玉米抗病蟲鑒定技術規范》第9部分進行，計算病情指數[8]。根據《安徽省主要農作物品種審定標準》對供試組合作抗性評價[9]。2019年10月16日收獲果穗，充分晾曬后考種，記載軸色、穗重、粒重、穗長、穗行數、行粒數，利用SPSS 13.0計算各項農藝指標平均值和標準誤。

2 結果與分析

2.1 45份玉米組合的軸色和抗性

AK39等45份玉米組合的軸色、病情指數、病情級別及抗性評價結果數據詳見表1，結果顯示，試驗45份玉米組合中，其中14份玉米組合穗軸為白色，31份組合穗軸為紅色，各占參試組合的31.1%和68.9%。對照鄭單958對紋枯病表現為中抗，4個參試玉米組合抗性表現為中抗(MR)，其中3個組合是紅軸，1個為白軸，占參試組合的8.9%。18個組合表現為感(S)，占參試組合的40.0%，14個為紅軸，4個為白軸；23個組合對紋枯病表現為高感(HS)，占參試組合的51.1%，其中18個紅軸，5個為白軸。

表1 45個玉米組合的軸色及抗性

2.2 玉米組合果穗的農藝性狀

2.2.1 白軸玉米組合接種與未接種果穗的農藝性狀 參試10個白軸玉米組合中，AK39表現中抗(MR)，占參試白軸組合的10.0%；另AK01、AK38、AK42和AK49 4個組合表現為感病(S)，占參試組合的40.0%；AK11、AK12、AK26、AK30和AK50 5個組合表現為高感(HS)，占參試組合的50.0%。由表2可知，未接種穗重以AK12最大,達292.2 g，其次為AK30和AK39,分別為257.2和243.3 g，以AK11最小,為 174.9 g；接種的穗重以AK12最大,為218.8 g，其次為AK39 和AK01,分別為212.3和211.8 g，以AK11最小,為147.7 g；接種造成的穗重損失以AK12最大,為73.4 g，其次為AK30和AK50，分別損失67.9和57.3 g，接種后損失較小的AK49為11.9 g。未接種的粒重最大為AK12,達258.2 g，其次為AK30和AK39，未接種粒重AK11最小,為153.8 g；接種病菌后，粒重最大的為AK12,達194.6 g，其次為AK49和AK39，接種粒重最小的AK11為126.9 g；接種后造成粒重損失較大的為AK30，損失達65.2 g，其次為AK12和AK05，分別損失63.6和53.0 g。對照鄭單958未接種穗重為213.9 g，接種后穗重為156.7 g，9個白軸組合未接種穗重和接種后穗重均超過對照，僅有AK11小于對照；鄭單958未接種粒重為189.6 g，接種粒重為136.6 g，6個白軸組合未接種粒重超過對照，AK26等 4個組合小于對照；9個白軸組合接種粒重超過對照，也僅有AK11小于對照。

表2 白軸玉米組合接種與未接種的穗重、粒重

由表3可知，未接種穗長以AK39最長為20.9 cm，其次為AK12和AK49，以AK11最小為17.1 cm；接種的穗長以AK39最長為20.1 cm，其次為AK49 和AK12，以AK11最小為15.2 cm；接種造成的穗長損失以AK42最大為2.3 cm，其次為AK30和AK11，接種后損失最小的AK01為0.1 cm。未接種的穗行數以AK01最多達18.5 行，其次為AK30、AK11和AK39，以AK50最少為13.0行；接種的穗行數以AK30最多為17.0行，其次為AK11和AK26，以AK12和AK38最少為12.0行；接種造成的穗行數損失以AK01最大為4.5行，其次為AK39和AK38，接種后穗行數無損失的為AK26、AK30、AK49和AK50。未接種的行粒數以AK39最多達42.8粒，其次為AK49和AK30，以AK26最少為34.1粒；接種的行粒數以AK39最多為42.5粒，其次為AK12和AK49，以AK26最少為32.6粒；接種造成的行粒數損失以AK30最大為6.9粒，其次為AK11和AK50，接種后AK12行粒數損失0.1粒，AK42無損失。

表3 白軸玉米組合接種與未接種其它農藝性狀的變化

2.2.2 紅軸玉米組合接種與未接種果穗的農藝性狀 參試35個紅軸玉米組合中，AK10、AK14和AK47 3個組合表現中抗(MR)，占參試紅軸組合的8.6%；14個組合表現為感病(S)，占參試紅軸組合的40.0%，18個組合表現為高感(HS)，占參試組合的51.4%。由表4可知，未接種穗重以AK47最大達288.9 g，其次為AK19和AK37，穗重分別為263.3和258.5 g，AK04最小為142.4 g；接種的穗重以AK19最大達254.5g，其次為AK47和AK08分別為238.0和219.2 g，以AK33最小為124.4g；接種造成的穗重損失以AK23最大為 98.8 g，其次為AK37和AK18，分別損失為81.4 g和70.5 g，AK08損失最小為11.9 g。未接種粒重以AK47最大達258.5 g，其次為AK19和AK37分別為235.2和 228.3 g，AK04最小為124.5g；接種的粒重以AK19最大為227.8 g，其次為AK47和AK08分別為204.8和194.0 g，以AK33最小為102.4g；接種造成的粒重損失以 AK23最大為 89.8 g，其次為AK37和AK18分別損失75.1和64.8 g，接種后AK31無損失。與對照鄭單958相比，18個紅軸玉米組合未接種穗重超過對照，占到參試紅軸組合的51.4%；接種后穗重有25個組合超過對照，占參試紅軸組合的71.4%；18個紅軸組合未接種粒重超過對照，占參試紅軸組合的51.4%，24個紅軸組合接種粒重超過對照，占參試組合的68.6%。

表4 紅軸玉米組合接種與未接種的穗重、粒重

由表5可知，紅軸組合未接種穗長以AK18最長達21.8cm，其次為AK14和AK37，以AK34最小為 15.7 cm；接種的穗長以 AK14最長為20.2 cm，其次為AK46和AK18，以AK33最小為14.4cm；接種造成的穗長損失以AK23最大為2.9cm，其次為AK37和AK18，接種后無損失的為AK46和AK41。未接種的穗行數以AK47最多達19.2行，其次為AK19和AK21，以AK03最少為12.0行；接種的穗行數以AK47最多為17.6行，其次為AK21和AK14，以AK03最少為12.0行；接種造成的穗行數損失以AK23最大為3.6行，其次為AK17和AK37，穗行數無損失的為AK04、AK09、AK14、AK28和AK31。未接種的行粒數以AK43最多為46.8粒，其次為AK47和AK44，以AK20和AK02最少均為34.5粒；接種的行粒數以AK43最多為44.6粒，其次為AK44和AK03，以AK02最少為 29.5粒；接種造成的行粒數損失以AK09最大為6.4粒，其次為AK47、AK40和AK04分別損失6.3、5.5和5.5粒，AK41和AK18損失最少為0.1粒。

表5 紅軸玉米組合接種與未接種其它農藝性狀的變化

3 結論與討論

根據最新公布的《安徽省主要農作物品種審定標準》，新配制的普通玉米組合審定通道分為抗病品種、機收品種和高產穩產品種三個類型，應根據配制組合的特點判斷適合的審定通道[9]?？梢钥闯?，品種審定對玉米紋枯病的最低要求是非高感(HS)，共有22個組合符合要求，占參試組合的48.9%。本研究僅發現4個組合為中抗(MR)，未發現抗(R)及以上組合，說明抗玉米紋枯病的雜交組合較少，也反映了抗紋枯病自交系是較缺乏的[10-11]。從所配制的中抗組合來看，和自交系161配制的3個組合均表現為中抗，占所有中抗組合的75%，推測自交系161含有抗紋枯病的相關基因，可在抗紋枯病育種上加以利用。除此之外，本研究依照白軸和紅軸對參試玉米組合作了劃分，以期發現抗性和軸色表型之間的關系。參試10個白軸玉米組合中，中抗(MR)占參試白軸組合的10.0%，4個組合表現為感病(S)占40.0%，5個組合表現為高感(HS)占50.0%；參試35個紅軸玉米組合中，3個組合表現中抗(MR)，占參試紅軸組合的8.6%；14個組合表現為感病(S)占40.0%，18個組合表現為高感(HS)占51.4%，綜上發現對紋枯病高感到中抗數量在白軸和紅軸組合中占比相當。另據報道，59份玉米雜交組合對莖基腐病的抗性鑒定中發現，紅軸玉米組合中抗(MR)及以上的組合占比87.9%，感病及以下組合占比12.1%；白軸組合中，中抗(MR)及以上組合占比88.5%，感病及以下組合占比11.5%，白軸和紅軸組合對莖基腐病的抗、感占比也是相當[12]。從表型上分析，軸色和抗病性之間的相關性可能較低。

王朝海等[13]通過調查畢單4號品種的病情指數，發現玉米紋枯病造成的產量損失與病情嚴重度級別之間存在顯著正相關，但是不同的品種接種紋枯病菌后，其產量損失情況未見報道。本研究通過產量(穗重、粒重)評估可以看出，高感(HS)組合 AK12未接種穗重、粒重均為最大，分別達292.2和258.2 g，但接種后穗重、粒重損失達73.4和63.6 g；而中抗(MR)組合AK47的穗重、粒重均達到288.9和258.5 g，但接種后穗、粒重損失也達50.9和53.7 g；接種后穗重損失較小的為高感(HS)組合AK08和高感(HS)組合AK19,分別為7.9和8.8 g；而感病(S)組合AK01接種后粒重顯示無明顯損失。再者，隨著病情指數的升高，其穗重和粒重的減少量也缺乏規律性?？梢酝茰y，接種病菌后玉米產量損失除病菌侵染所致之外，還受品種自身特性以及外界環境等多種因素的影響。AK47組合對紋枯病的抗性較強，產量也較高，應進一步研究其對其它病害的抗性，綜合其產量水平，最終研判得出該雜交組合的利用價值。